C&C++ 指针

[JAX1024Dev]

前言

指针是一种变量，其存储的是值的地址，而不是值本身。
地址运算符&：当对变量使用时，可以得到变量的地址。
解除引用运算符*：将其用于指针可以得倒该地址处存储的值。

一、基础

1.1 声明和初始化指针

计算机需要跟踪指针指向值的类型。不同的数据类型的地址看上去没什么两样，但是它们占用的字节数确实不同的。因此，在指针声明时必须指定指针指向数据的类型。

二、指针与数组

2.1 使用 new 来创建动态数组

在编译时就确定数组的长度，被称为静态联编 static bind。在程序运行时确定数组的长度，称为动态联编 dynamic bind。
静态联编不意味着静态存储持续性，后者意味着编译器将分配固定的内存来存储。前者只是指编译器确定了数组的长度。对于静态联编的数组，要么在静态存储区被创建，要么在栈上被创建，其地址与容量在其生存周期内保持不变，只有内容可以改变。

2.2 指针、数组与指针算术

指针和数组基本等价的原因在于指针算术和C++内部处理数组的方式——使用指针来处理数组。
在多数情况下，C++ 将组数名解释为数组第一个元素的地址。
对指针进行+1操作时，其增加值为其指向的类型占用的字节数，这也解释了前文计算机需要跟踪指针指向的类型。
在大多数情况下，可以用相同的方式处理指针和数组。
指针与数组的两大区别

1. 可以修改指针的值，而数组名是常量。
2. 对数组应用 sizeof 运算符得到的是数组的长度，而指针只是指针的长度，尽管它指向一个数组。

2.3 数组的地址

对数组取地址时，数组名不会解释为其地址
数组名被解释为它第一个元素的地址，而对数组名应用地址运算符时得到的是整个数组的地址。

int a[10];
cout << a << endl;  // &a[0]
cout << &a << endl;  // 整个数组的地址

这两个看似一样，实则不然。当进行如下表达式时将会发现不同。
可以这么说，a 是 int *指针。而 &a 是这样一种指针int (*)[10]，指向包含10个int类型的数组。

cout << a + 1 << endl;
cout << &a + 1 << endl;

指向数组的指针和数组指针
优先级：[] > *。

int *a[20];  // a 是一个20个元素的数组，它存储指向 int 的指针。
int (*b)[20];  // *b 是一个20 int 类型元素的数组，b 是指向一个存储 20 个 int 类型的指针。

三、指针与内存管理

3.1 指针传递内存

使用函数参数传递

如果函数的参数是一个指针，不要指望用该指针去申请动态内存。

void getMemory(char *p, int num)
{
    p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test(void)
{
    char *str = NULL;
    GetMemory(str, 100);
}

上述代码执行后，str 指向的地址保持不变，使用 malloc 申请后的内存地址只是存储在了p在函数中的副本中。如此一来不仅没有实现，反而造成了内存泄漏。
如果非要用指针去申请内存，应该用指向指针的指针。

void getMemory(char **p, int num)
{
    *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
}
void Test(void)
{
    char *str = NULL;
    GetMemory(&str, 100);
}

使用函数返回值传递

char *GetMemory(int num)
{
    char *p = (char *)malloc(sizeof(char) * num);
    return p;
}

主要不要用return语句返回指向“栈内存”的指针。